Este estranho material duro e elstico ao mesmo tempo

Materiais Avanados

Redação do Site Inovação Tecnológica – 22/09/2023

Resistente como cermica, moldvel como plstico

Um novo material hbrido mescla em uma nica substncia mltiplas propriedades totalmente incongruentes entre si: Ele possui simultaneamente a dureza e a resistncia de uma cermica, a elasticidade deformvel da borracha e a remoldabilidade de um plstico.

“Essa combinao de propriedades em um nico material to nica que seus usos potenciais so limitados apenas pela nossa imaginao”, disse o professor Zhaoming Liu, da Universidade Zhejiang, na China.

Tradicionalmente, os polmeros orgnicos macios e elsticos geram materiais com propriedades elsticas e plsticas, enquanto os materiais inorgnicos tm maior probabilidade de formar cermicas duras.

Inmeras tentativas foram feitas para combinar compostos orgnicos e inorgnicos em materiais hbridos, mas todos tropearam em suas naturezas qumicas contrastantes.

Os compostos inorgnicos so normalmente mantidos juntos por ligaes inicas, raramente existindo em formas moleculares puras. Em vez disso, eles tendem a formar cristais slidos ou a dissociar-se numa soluo de ons livres em gua, como o sal de cozinha. J os compostos orgnicos so tipicamente mantidos juntos por ligaes covalentes, e existem facilmente em formas moleculares. Essa diferena torna um desafio combinar compostos orgnicos e inorgnicos em escala molecular.

A equipe encontrou uma maneira de contornar esse problema: “Descobrimos que podemos usar pequenas molculas orgnicas como ‘agentes de proteo’ para estabilizar o carbonato de clcio, um composto inico inorgnico, na forma molecular,” contou Liu.

Elstico-cermico-plstico

Os pesquisadores ento usaram essa abordagem para sintetizar uma nova molcula hbrida orgnico-inorgnica, usando uma reao cido-base para conectar os oligmeros de carbonato de clcio a uma molcula orgnica, o cido tictico.

Quando estas molculas foram processadas sob presso a 120 C, as partes orgnicas e inorgnicas da molcula reagiram com as molculas vizinhas, reticulando-se para formar um slido com regies orgnicas e regies inorgnicas altamente integradas.

“O material hbrido muito duro, parecido com a cermica,” contou Liu. “Mas, quando fizemos nele um entalhe e depois retramos a ponta, o material recuou, recuperando sua forma, como uma borracha.”

E a dureza e a elasticidade no so as nicas propriedades paradoxais do material hbrido. A equipe descobriu que, sob alta temperatura e presso, ele pode ser remodelado, o que significa que pode ser reciclado para um novo uso. “Chamamos o material de elstico-cermico-plstico, porque ele combina todas as trs caractersticas,” disse Liu.

Para imaginar as primeiras aplicaes, basta pensar em qualquer coisa que quebre ao cair ou sofrer um impacto, como a tela de um celular. Mas os implantes mdicos tambm so candidatos naturais, devido capacidade do material de absorver impactos. Mas o prprio processo de fabricao, fundindo as qumicas orgnica e inorgnica em nvel molecular, representa um potencial revolucionrio, que poder gerar muitos outros materiais com propriedades inusitadas.

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